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研究生: 林璟宏
研究生(外文): Jing-Hong Lin
論文名稱: UWB接收器前端元件設計
論文名稱(外文): Design of Ultra-Wideband Receiver Front-End Elements
指導教授: 施順鵬
學位類別: 碩士
校院名稱: 樹德科技大學
系所名稱: 電腦與通訊系碩士班
論文出版年: 99
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 98
中文關鍵詞: 超寬頻天線濾波器
外文關鍵詞: UWBAntennaFilter
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本論文以802.15.3a 作為研究主題,探討的內容涵蓋802.15.3a架構與射頻電路設計與實現。為此研究及製作超寬頻接收器前端系統模型,並利用現階段各種製作寬頻化的技巧,將之應用在此系統所規劃的超寬頻天線,寬頻帶低雜訊放大器及帶通濾波器,並且利用現成的元件實現。
在本文所提出的射頻電路元件以2:1 VSWR的定義下,可操作於3 GHz到5 GHz頻帶內,用於UWB與WiMAX等在此頻段內的系統。在接收器前端電路之天線的部分採用GCPW型式,利用簡單三角形與方形結構組成,並且達到超寬頻的效果;濾波器則採用缺陷型接地結構以達到縮小化的要求,並可透過改變其共振槽之長度,達到控制頻率為目的,再來則是低雜訊放大器第一級利用Philips公司之矽電晶體BFG425W與第二級增益放大器AGB3303,進而完成前端電路的組合,並且針對前端各電路模擬與實作做分析比較。
The content for this article comprise the discussion of architecture of 802.15.3a, RF circuit design and implementation. For this study to make the model of Ultra-WideBand Receiver Front-End System, we use a variety of techniques for fabricating various broadband-based element at present, including Ultra-WideBand antenna, wideband low-noise amplifier and band-pass filter.
In this article, the proposed RF circuit elements meet the definition of 2:1 VSWR, operational frequency of 3GHz to 5GHz for UWB and WiMAX band system. The antenna part in receiver front-end circuit adopt GCPW type, which is composed of simple triangle and square structure, and it can be achieved the purpose of Ultra-WideBand. Filters use defective ground structure in order to reach the requirement of miniaturization, and it can control the frequency via changing length of resonance slot. Low noise amplifier design using BFG425W silicon transistors of Philips as first stage and AGB3303 as Gain Block Amplifier of the second stage. To complete the combination of front-end circuit implemented, and compare with simulation for analysis.
摘要  i
ABSTRACT  ii
誌謝  iii
目錄  iv
表目錄  vi
圖目錄  vii
圖目錄  vii
第ㄧ章  序論  1
1.1 研究動機與目的  1
1.2 文獻導覽  2
1.2.1研究背景  2
1.2.2無線個人區域網路(IEEE802.15)發展與沿革  3
1.2.3 超寬頻(Ultra-WideBand,UWB)系統  4
1.2.3.1多頻帶正交分頻多工(MB-OFDM)  5
1.2.3.2 直接序列展頻(DS-UWB)  7
1.2.4各國使用的UWB頻譜  8
1.3 論文架構  9
第二章 射頻接收機架構分析  10
2.1 接收機架構討論  10
2.1.1 超外差接收機架構  10
2.1.2直接降頻接收機架構  13
2.2 分析心得與討論  16
第三章 天線設計  17
3.1 簡介  17
3.1.2 參考天線簡介  19
3.2 應用於UWB系統之共面波導型式天線設計  20
3.2.1 天線設計  20
3.2.2 模擬與實作探討  21
3.3 心得與討論  30
第四章 缺陷接地結構濾波器設計  32
4.1 簡介  32
4.2 平面共振器間之耦合  32
4.2.1電耦合  32
4.2.2磁耦合  33
4.2.3混合式耦合  34
4.3 缺陷型式濾波器之設計原理分析  37
4.4 缺陷型式應用於UWB前端3~5GHz濾波器設計  38
4.4.1 濾波器設計  39
4.4.2 模擬與實作探討  41
4.4.3 開迴路耦合幾何圖形  51
4.5 心得與討論  52
第五章 低雜訊放大器設計  53
5.1 簡介  53
5.2 雜訊之考量  53
5.2.1 熱雜訊(Thermal Noise)  53
5.2.2 射彈雜訊(Shot Noise)  55
5.2.3 閃爍雜訊(Flicker Noise)  56
5.3 雜訊指數  56
5.3.1 可用輸入訊號功率和雜訊功率的產生  56
5.3.2 可用輸出訊號功率和雜訊功率的產生  57
5.3.3 雜訊指數的定義  57
5.3.4 雜訊因素與雜訊溫度的關係  57
5.4 增益  59
5.5 穩定度分析  61
5.5.1 穩定度分析方法  61
5.5.2 消除不穩定的方法  68
5.6 非線性效應  68
5.6.1 One-Tone非線性效應  68
5.6.2 Two-Tone非線性效應  71
5.7 應用於3GHz~5GHz低雜訊放大器設計  74
5.7.1 LNA簡介與設計原理  74
5.7.2 LNA模擬與實作分析  75
5.7.3 AGB3303增益放大器簡介與設計原理  80
5.7.4 增益放大器模擬與實作量測圖  81
5.7.5 整合低雜訊放大器與增益放大器分析  85
5.8 心得與討論  88
第六章 結論與未來展望  89
第七章 實際硬體構想應用  91
7.1 摘要  91
7.2 構想與創作背景  91
7.3 發明或創作說明  92
參考文獻  97
混頻器研究與設計,碩士論文,樹德科技大學電腦與通訊所,高雄。
[24]鍾志杰,2008,應用於射頻收發機之濾波器及頻率合成器研究與設計,碩士論文,樹德科技大學電腦與通訊所,高雄。
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[26]IEEE Std 802.11a/D7.0, Part11:Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications:High-speed Physical Layer in the 5GHz Band,1999.
[27]IEEE Std 802.11b, Part11:Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications:Higher-speed Physical Layer Extension in the 2.4GHz Band,1999.
[28]IEEE P802.11g/D8.2, Part11:Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications:Further Higher Data Rae Extension in the 2.4GHz Band,Apr. 1999.
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[31]莊惠如、林福林、陳宜隆、李亮輝,射頻微波通訊之量測及儀器介紹,科儀新知第二十三卷第三期。
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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